義烏市融媒體中心全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺建設(shè)實踐

王進 徐斌

【摘要】近年來，按照中央《關(guān)于推動傳統(tǒng)媒體和新興媒體融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》（2014年）的要求，在各級宣傳部的領(lǐng)導(dǎo)下，傳統(tǒng)媒體積極開展與新興媒體的融合發(fā)展，迅速整合組建融媒體中心。“中央廚房”作為融媒體中心的中樞神經(jīng)，具有“一次采集、多元生成、多渠道傳播”的功能，主要發(fā)揮著集中指揮、高效協(xié)調(diào)、采編調(diào)度、信息溝通等作用?！爸醒霃N房”的大屏顯示系統(tǒng)作為多種媒體格式顯示、內(nèi)容管控以及指揮調(diào)度應(yīng)用的承載系統(tǒng)，是融媒體中心建設(shè)的核心部分。本文介紹了浙江省義烏市融媒體中心采用的全網(wǎng)絡(luò)分布式技術(shù)打造的可視化云解決方案。

【關(guān)鍵詞】融媒體;全網(wǎng)絡(luò);分布式;圖像處理;可視化;顯示調(diào)度指揮系統(tǒng)

中圖分類號：G241? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.13..044

按照中央《關(guān)于推動傳統(tǒng)媒體和新興媒體融合發(fā)展的知道意見》（2014年）的要求，依據(jù)《縣級融媒體中信建設(shè)規(guī)范》（2019年），義烏市融媒體中心于2019年9月正式與浙江廣播電視集團合作，基于浙江廣電“中國藍云”省級技術(shù)平臺建設(shè)義烏市融媒體中心“中央廚房”項目。

“中央廚房”的顯示調(diào)度指揮系統(tǒng)，不僅要求能夠?qū)崟r管控融媒體中心多種媒體格式的音視頻及圖文信息，還需要滿足實時業(yè)務(wù)處置、綜合數(shù)據(jù)分析、會議決策、應(yīng)急處理、現(xiàn)場指揮、信息發(fā)布等多方面的應(yīng)用需要，是典型的多業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)動與可視化應(yīng)用場景。

在傳統(tǒng)解決方案中，上述各種應(yīng)用系統(tǒng)是獨立建設(shè)的。彼此間難以實現(xiàn)聯(lián)動與統(tǒng)一管控。用戶通常需要在多個系統(tǒng)間不斷切換才可完成預(yù)期操作，使用繁瑣，效率低下。

義烏市融媒體中心“中央廚房”項目采用了全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺解決方案，將融媒體中心中所涉及的各通訊平臺、業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的可視化資源和音頻資源匯聚整合，實現(xiàn)統(tǒng)一接入、IP化傳輸及路由、集中管理、分級調(diào)度，滿足融媒體中心的音視頻傳輸和指揮調(diào)度需求。

1. 全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺

全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺，以分布式云互聯(lián)為基礎(chǔ)，構(gòu)建集云互聯(lián)、實時交互、大數(shù)據(jù)應(yīng)用于一體的綜合可視化信息解決方案，實現(xiàn)信息從看到用的質(zhì)變，挖掘可視化信息的最大價值。

1.1 項目背景

傳統(tǒng)的技術(shù)解決方案中，大屏拼控顯示系統(tǒng)、音視頻傳輸系統(tǒng)、可視化視頻調(diào)度系統(tǒng)、KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)等各種應(yīng)用系統(tǒng)各自獨立建設(shè)，彼此間難以實現(xiàn)互聯(lián)互通和互控，進行聯(lián)動和管控，也難以共享跨網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源信息。操作人員只有在多個系統(tǒng)之間不斷切換才可完成預(yù)期操作，操作步驟極其繁瑣，調(diào)度效率極其低下。另外，對于多場地、跨區(qū)域的業(yè)務(wù)聯(lián)動和資源共享會受到距離的制約，傳統(tǒng)的解決方案幾乎不可能實現(xiàn)，或者成本高昂，但效果不甚理想，事倍功半。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、GIS地理信息系統(tǒng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)以及4G/5G等高新技術(shù)的大力推廣和普及應(yīng)用，現(xiàn)代化顯示調(diào)度指揮系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)也是日新月異，全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺技術(shù)應(yīng)用已逐漸成為指揮中心提高調(diào)度指揮效率和實現(xiàn)精細(xì)化管理的重要技術(shù)手段之一。

1.2 需求分析

通過對顯示調(diào)度指揮中心的大屏拼控顯示系統(tǒng)、音視頻傳輸系統(tǒng)、可視化視頻調(diào)度系統(tǒng)、KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)進行安全和有效整合，各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)融為一體，實現(xiàn)統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度，保證系統(tǒng)操作運用的靈活性和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性。

按照融媒體中心的應(yīng)用需求，以小間距LED大屏、液晶拼接顯示為基礎(chǔ)環(huán)境，以全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺為核心，構(gòu)建全資源、全實時、可視化的顯示調(diào)度指揮中心，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)可視化、控制管理可視化、多系統(tǒng)融合聯(lián)動。

1.3 分布式圖像處理技術(shù)

全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺應(yīng)用了分布式圖像處理技術(shù)，該技術(shù)是全新一代基于以太網(wǎng)的分布式拼接控制系統(tǒng)，突破了以往的圖像控制器在穩(wěn)定性、擴展性、信號之類以及傳輸距離等方面的限制，擁有穩(wěn)定性高、無限擴展、信號質(zhì)量好、傳輸距離遠等優(yōu)勢。

分布式的結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，單個節(jié)點的損壞不會影響整個系統(tǒng)的功能，并從結(jié)構(gòu)上提供了無限擴展的可能性——只需增加相應(yīng)數(shù)量的節(jié)點連接至交換機;基于網(wǎng)絡(luò)的特點使整個系統(tǒng)的布置更靈活，與其他系統(tǒng)的銜接更方便，并且可在此基礎(chǔ)之上開發(fā)出許多其他方面的應(yīng)用。

全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺采用全IP架構(gòu)，以分布式技術(shù)為核心，通過設(shè)置輸入節(jié)點、輸出節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)交換機組成。在支持傳統(tǒng)音視頻的基礎(chǔ)上增加了對控制信號的集成處理，通過矩陣式的KVM功能實現(xiàn)座席的智能管理。為指揮控制帶來了“人機分離”，“一人多機”以及“協(xié)作共享”等現(xiàn)代化的技術(shù)升級。實現(xiàn)超高清、同步性高、無延時、音視頻自由調(diào)節(jié)、完善的坐席管理、靈活的權(quán)限配置、完善的大屏管理、完善的備份機制。

2. 分布式圖像控制系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

2.1 分布式圖像控制系統(tǒng)的架構(gòu)優(yōu)勢

全網(wǎng)絡(luò)分布式圖像控制系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，由前端的DVI/RGB高清輸入節(jié)點處理器、后端的DVI高清輸出節(jié)點處理器，以及控制服務(wù)器、數(shù)據(jù)交換機等組件構(gòu)成，將各種視頻信號、計算機RGB信號的采集處理與混合顯示分散于不同的處理器，通過常規(guī)以太網(wǎng)方式進行數(shù)字化信號傳輸，通過專有的高性能編解碼技術(shù)提供實時的數(shù)字化高品質(zhì)圖像，具有所有信號全部實時顯示的能力。

全網(wǎng)絡(luò)分布式圖像控制系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)勢是：各類輸入節(jié)點/輸出節(jié)點處理器可根據(jù)顯示墻規(guī)模及信號源需要，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接任意組合成一套分布式圖像控制系統(tǒng)，極大地增強了整個系統(tǒng)的信號接入能力和顯示靈活性，為指揮控制中心DLP大屏幕顯示系統(tǒng)提供了最優(yōu)化的控制解決方案，很好地克服了傳統(tǒng)集中控制器的缺陷。

2.2 分布式圖像控制系統(tǒng)的功能優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、分布式架構(gòu)設(shè)計：信號控制系統(tǒng)采用業(yè)界最先進的分布式處理架構(gòu)，以網(wǎng)絡(luò)交換機為核心，將各種類型的音視頻信號進行獨立的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化編碼、傳輸并進行解碼顯示，從根本上解決了傳統(tǒng)方案的信號噪聲干擾、遠距離傳輸衰減、信號質(zhì)量下降等技術(shù)難點;分布式、節(jié)點化的軟硬件設(shè)計，使得系統(tǒng)系能和穩(wěn)定性都大幅提高;

超強信號顯示能力：信號控制系統(tǒng)可實現(xiàn)所有信號源的接入管理、上屏顯示，任一信號源可實現(xiàn)在大屏幕墻以任意大小在任意位置進行開窗，可實現(xiàn)窗口的任意跨屏、漫游、疊加顯示;每個解碼處理單元最高可達1920×1080全高清輸出，每個單元可同時開啟16個任意實時活動視窗;

廣泛的信號源類型支持：信號控制系統(tǒng)對于信號源的支持，可涵蓋目前市面上幾乎所有的類型，如表1。

超大分辨率信號源處理與顯示：可實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)（GIS）、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、調(diào)度系統(tǒng)（SIG）等專業(yè)應(yīng)用的超高分辨率動態(tài)圖像信號在拼接墻上完整、實時顯示，可支持多個超高分辨率圖像同時顯示與窗口疊加;

海量IP Camera信號接入處理能力：可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)格式IP Camera的接入和處理顯示，不需要額外配置解碼器等設(shè)備，支持CIF、D1、720P、1080i、1080P等各種類型IP攝像機，支持多路IP Camera視頻窗口任意大小、任意位置、任意疊加方式實時顯示;新型IP Camera可在一天內(nèi)實現(xiàn)接入支持，支持矩陣輸入輸出切換，單臺服務(wù)器最高支持1024路IPC輸入，128路IPC輸出上屏;

完美支持第三方設(shè)備控制接入：信號控制系統(tǒng)已集成國內(nèi)外多家中控設(shè)備的支持，可使用無線中控、iPad、觸摸屏等對系統(tǒng)進行拼接管理、視窗管理、預(yù)案調(diào)度、矩陣設(shè)備管理、本地回顯等功能操作;可對客戶已有或自購第三方設(shè)備進行快速軟件定制與開發(fā)支持;

錄播功能的完美融合：市面上常見的控制系統(tǒng)功能較為獨立，大部分均為單純的拼接控制功能;信號控制系統(tǒng)自身集成了錄播功能，可在實現(xiàn)拼接控制的同時，具備錄播功能，為客戶實現(xiàn)低碼流、節(jié)約化的錄制、回放與錄播管理功能;

高度穩(wěn)定的系統(tǒng)能力：分布式、節(jié)點化的設(shè)計方案，使得信號控制系統(tǒng)對于穩(wěn)定性有了極大的提高，單點故障對于系統(tǒng)無影響，維護便捷、無需系統(tǒng)停工;無傳統(tǒng)PC架構(gòu)控制系統(tǒng)固有缺陷和技術(shù)瓶頸，真正意義上實現(xiàn)熱插拔、低功耗、節(jié)能環(huán)保、安全可靠;

系統(tǒng)擴展性強：各類處理器均可根據(jù)實際需要隨時任意增加，必要時增加交換機，從而增強整個系統(tǒng)的擴展能力。不需對擴展應(yīng)用進行二次開發(fā)，降低系統(tǒng)擴展費用。

分布式架構(gòu)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠：整個系統(tǒng)的信號處理分散在各個處理器中，某一臺處理器出現(xiàn)故障只影響該路信號或某一單元顯示，并不影響其它處理器的穩(wěn)定工作，可靈活地將某一路信號切換到其他通道進行顯示，有利于整個大屏幕系統(tǒng)的應(yīng)急顯示，具有高度可靠的系統(tǒng)性能。

系統(tǒng)超長無故障時間：系統(tǒng)各類處理器均具有超長的平均無故障時間（MTBF），且具有通用性，可簡單快速地更換掉故障處理器，使MTTR（平均故障維護時間）縮到極短，更換處理器時不會影響網(wǎng)絡(luò)正常運行，實現(xiàn)真正的熱插拔。

信號的共享和異地調(diào)用：系統(tǒng)完全基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，由于這一特性，可在局域網(wǎng)內(nèi)從一個系統(tǒng)傳輸信號到另一個系統(tǒng)，使多個顯示系統(tǒng)之間共享相同的輸入源，實現(xiàn)異地信號的互通調(diào)用顯示，為業(yè)務(wù)研判、會議系統(tǒng)、應(yīng)急指揮等行業(yè)提供領(lǐng)先的解決方案。針對本方案來說，后期對于其他區(qū)域的信號傳輸會更加便利，不需增添過多設(shè)備。

綠色環(huán)保：系統(tǒng)中所有輸入處理器間的聯(lián)接均采用CAT網(wǎng)絡(luò)電纜，與傳統(tǒng)的傳輸模擬信號的多軸線纜及傳輸DVI數(shù)字信號的光纖延長線相比，極大地降低了指揮控制中心的布線成本。同時，減少模擬電纜的使用意味著減少了其在制造中和廢棄后對環(huán)境的污染。

簡捷直觀的控制操作：系統(tǒng)可通過軟件控制管理，控制軟件采用B/S架構(gòu)，為信號輸入、輸出及顯示設(shè)備的管理及控制提供了簡單、直觀的圖形操作界面。并可對顯示內(nèi)容進行預(yù)案設(shè)置、存儲和調(diào)用，并且可以設(shè)置顯示預(yù)案自動定時執(zhí)行。支持遠程網(wǎng)絡(luò)控制，支持大屏幕分區(qū)管理，支持多人同時對大屏幕進行調(diào)度和管理，支持多級管理權(quán)限劃分。

3. 建設(shè)實踐

義烏市融媒體中心“中央廚房”項目采用了全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺解決方案，將融媒體中心中所涉及的各通訊平臺、業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的可視化資源和音頻資源匯聚整合，實現(xiàn)統(tǒng)一接入、IP化傳輸及路由、集中管理、分級調(diào)度，滿足融媒體中心的音視頻傳輸和指揮調(diào)度需求。

3.1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.2 信號輸入

3.3 信號輸出

3.4 外設(shè)控制

云平臺不僅僅是音視頻管理，亦是整個融媒體中心的控制大腦，可完成多路音頻源的網(wǎng)絡(luò)漫游與任意播放切換，并可對會議系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等周邊外設(shè)進行同一控制，實現(xiàn)全面的網(wǎng)絡(luò)化云管理。分布式部署使多系統(tǒng)融合管理的實施更加便捷，更可大量減少中控設(shè)備的使用，簡化系統(tǒng)。云平臺通過RS232/RS485控制接口，可以就近控制周邊外設(shè)，搭配云中控節(jié)點可以實現(xiàn)復(fù)雜場所的外設(shè)控制。

3.5 滾動字幕

云平臺在不增加外部設(shè)備的情況下，支持在拼接屏上顯示滾動字幕（如歡迎詞等），字體位置、大小、顏色、滾動速度可自定義，實現(xiàn)顯示標(biāo)語口號、消息發(fā)布等效果。

3.6 多屏鏡像

云平臺可將某一區(qū)域大屏100%鏡像到位于其它區(qū)域的不同規(guī)格的大屏上，大屏的內(nèi)容與操作變化都將完全同步地呈現(xiàn)在鏡像屏中。這使得決策人無需親臨中心大屏現(xiàn)場，就能實時了解實時指揮狀況，出現(xiàn)任意問題可第一時間作出反應(yīng)。

3.7 權(quán)限管理

云平臺允許多用戶同時在線進行管理操作，支持用戶權(quán)限分級管理，可精細(xì)到每一個MICS云最小單位的權(quán)限分配，充分滿足分區(qū)多級管理的需要。

云平臺可實現(xiàn)對大屏幕靈活的分區(qū)管控，可將一個大屏幕劃分為多個獨立的區(qū)域進行管理。不同權(quán)限的用戶僅可在劃定區(qū)域進行信號窗口操作，彼此間互不影響。

3.8 預(yù)案管理

云平臺可支持大屏窗口、底圖、滾動字幕等多種顯示元素的靈活組合，根據(jù)不同應(yīng)用情景自定義預(yù)案，支持區(qū)域預(yù)案、多屏聯(lián)動預(yù)案、自動預(yù)案等，實現(xiàn)一鍵快速調(diào)取。

大屏的顯示布局不是一成不變的，想要切換大屏布局但是又需要時間去進行布局，對于用戶來說不僅浪費時間精力，也有可能因布局時間限制而影響大屏的下一個顯示狀態(tài)。本系統(tǒng)支持提前將大屏布局保存為顯示源，待需要時一鍵切換，省時省力有保障?？芍С稚习賯€預(yù)案的保存，可自定義預(yù)案名稱，最大化方便用戶操作。

在信號源太多而拼接屏數(shù)量不夠時，可輪巡顯示各個信號源，可設(shè)定輪巡時間間隔，自定義設(shè)置場景中的信號源及其顯示布局。

3.9 底圖管理

云平臺在不增加外部設(shè)備的情況下，在無信號源顯示時支持在拼接屏上顯示點對點超大分辨率底圖，用于展示客戶形象。并在其他信號源并不能占滿拼接屏的情況下仍有底圖顯示，達到更加美觀的顯示效果。

4. 結(jié)語

義烏市融媒體中心全網(wǎng)絡(luò)分布式可視化云平臺的建設(shè)完成，使得“中央廚房”的顯示調(diào)度指揮系統(tǒng)，不僅能實時管控融媒體中心多種媒體格式的音視頻及圖文信息，還能滿足實時業(yè)務(wù)處置、綜合數(shù)據(jù)分析、會議決策、應(yīng)急處理、現(xiàn)場指揮、信息發(fā)布等多方面的應(yīng)用需要，為融合媒體的開展提供了良好的技術(shù)平臺。